機車(chē)空調逆變電源控制系統及其實(shí)現

摘要：本文根據機車(chē)空調電源的特點(diǎn)，設計了滿(mǎn)足機車(chē)空調電源應用要求的逆變器控制系統，包括逆變器電路組成、工作原理、控制系統硬件及軟件等，突出了系統變頻運行、智能控制等特點(diǎn)。設計方案取得了實(shí)驗證實(shí)，設計樣機滿(mǎn)足運用要求。 敘詞：逆變器；電源；控制系統；CAN工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn) Abstract： On the basis of the characteristics of Locomotive conditioner, this paper presents the design of a inverter controlling system, as well as the inverter circuit composition, working principle, hardware and software of the system. The paper features on the systems advantages of variable-frequency performance, intelligent control and so on. This design has been testified and proved to meet the practical application requirements. Keyword：Inverter; Supply; Controlling system; CAN Bus
引言：

隨著(zhù)電力電子學(xué)科的發(fā)展，逆變器控制技術(shù)與工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)應用范圍越來(lái)越廣，本系統成功應用這兩項技術(shù)，設計了機車(chē)空調電源用逆變器控制系統。原有空調電源逆變器控制系統的缺點(diǎn)是：不能根據設定溫度控制空調機組變頻運行，體積大，各逆變器協(xié)調控制困難。本文設計了一種機車(chē)空調機組用多逆變器控制系統，與原有空調電源逆變器控制系統相比，有體積小、重量輕、數據交換方便、運行可靠、利于維修等優(yōu)點(diǎn)。

1 系統工作原理：

圖1 逆變器控制系統結構圖

由圖1可知，上位微機控制電路是該系統的核心控制部分，通過(guò)CAN總線(xiàn)將控制指令傳給逆變器控制電路，逆變器控制電路根據控制指令產(chǎn)生不同頻率的SPWM信號控制逆變器工作；逆變器控制電路將各逆變器實(shí)際工作狀態(tài)、故障信號等通過(guò)CAN總線(xiàn)上報給上位微機控制電路。

2 逆變器控制電路及控制方案

2.1 逆變器控制電路

逆變器控制芯片選用凌陽(yáng)科技公司2005年推出的新一代16位單片機SPMC75F2413A。其內部集成了能驅動(dòng)電機的PWM發(fā)生器、多功能捕獲比較模塊、BLDC電機驅動(dòng)專(zhuān)用位置偵測接口、兩相增量編碼器接口等硬件模塊，以及多功能I/O口、同步和異步串行口、ADC、定時(shí)計數器等功能模塊，利用這些硬件模塊支持，SPMC75可以實(shí)現諸如家電用變頻驅動(dòng)器、標準工業(yè)變頻驅動(dòng)器、多環(huán)伺服驅動(dòng)系統等復雜應用。SPMC75F2413A集成了兩個(gè)電機控制PWM輸出定時(shí)器―MCP（Motor Control PWM）定時(shí)器：MCP3、MCP4。每一個(gè)MCP定時(shí)器都可以獨立輸出三相六路的PWM波形，非常適合于控制交流感應電機、無(wú)刷直流電機等各種電機。選用此款單片機可極大縮小控制電路體積，從而減小整個(gè)空調電源的體積，增加系統的集成性和可靠性。本系統選用定時(shí)器MCP4輸出SPWM信號。